如何在FastAPI中实现请求限速和防止恶意请求

1. FastAPI简介

FastAPI是一个快速（快于Flask、Django和Sanic等框架）的Web框架，它基于Python 3.6+，利用Python类型提示进行快速、安全、明确的API构建。FastAPI中还内置了高性能的异步框架Starlette，可以使用异步和协程，还提供了自动生成文档和验证请求数据的功能。

2. 请求限速与恶意请求

2.1 请求限速

在Web应用程序的开发和部署过程中，请求限速是非常重要的一个问题。因为当应用程序去处理大量的请求时，会对应用程序造成很大的负担，甚至可能导致应用程序崩溃。因此，针对某些场景，我们要对请求进行限速。

在FastAPI中，你可以使用Starlette提供的RateLimiter类来实现请求限速的功能。下面是一个简单的例子：

from fastapi import FastAPI

from starlette.middleware import Middleware
from starlette.middleware.limiter import RateLimiter
from starlette.middleware.trustedhost import TrustedHostMiddleware
app = FastAPI()
middleware = [
    Middleware(
        TrustedHostMiddleware,
        allowed_hosts=["example.com"],
    ),
    Middleware(
        RateLimiter,
        max_requests=1000,
        period=1,
    ),
]
@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello World"}

在上述代码中，我们通过安装Starlette中间件来使用RateLimiter类对请求进行限速。在这个例子中，我们设置最大请求数为1000个，设置时间区间也是1秒。这意味着RateLimiter类将允许1000个请求来自于“example.com”主机在1秒内到达。一旦一个主机达到限制，它将不会得到任何回应，当前仅支持IP地址限制。

2.2 防止恶意请求

针对恶意请求，我们应对这类请求进行过滤。这类请求主要包括：大量的重复请求、对不存在的资源进行请求、并发请求。

在FastAPI中，你可以使用Starlette提供的RequestRateLimiter类来实现对于恶意请求的防护。下面是一个简单的例子：

from fastapi import FastAPI

from starlette.middleware import Middleware
from starlette.middleware.trustedhost import TrustedHostMiddleware
from starlette.middleware.ratelimit import (
    RateLimitMiddleware,
    RateLimiter,
    RequestRateLimiter,
)
app = FastAPI()
middleware = [
    Middleware(
        TrustedHostMiddleware,
        allowed_hosts=["example.com"],
    ),
    Middleware(
        RateLimitMiddleware,
        global_limiter=RateLimiter(max_calls=100, period=1),
        per_ip_limiter=RequestRateLimiter(max_calls=50, period=1),
    ),
]
@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello World"}

在上述代码中，我们通过安装Starlette中间件来使用RequestRateLimiter类来防止恶意请求。在这个例子中，我们设置最大请求数为100个，时间区间也是1秒。这意味着RequestRateLimiter类将允许每个IP地址在1秒钟内请求50次。一旦一个IP地址发出超过50个请求，它将不会得到任何回应。对于其它的IP地址，全局限制器将允许它每1秒钟发出100个请求。

3. 结论

在FastAPI中，可以通过使用Starlette提供的RateLimiter类和RequestRateLimiter类来实现对请求的限速和对恶意请求的防护。使用这两个类可以有效的防止应用程序受到大量的请求、恶意请求的攻击。同时，FastAPI还可以支持集成其它安全方案，例如OAuth 2，JWT和HTTPS。